从氟化氢聚合物组合物中回收氟化氢的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备含水氟化氢的方法。所述方法包括提供组合物，所述组合物包含具有吸收的氟化氢的交联聚合物。所述交联共聚物包含丙烯酰胺单元和丙烯酸盐单元。所述方法还包括使所述组合物与水接触，以将至少一部分所述氟化氢从所述组合物中释放到所述水中，以形成所述含水氟化氢。

Recovery of Hydrogen Fluoride from Hydrogen Fluoride Polymer Compositions

The invention provides a method for preparing water-bearing hydrogen fluoride. The method includes providing a composition comprising a cross-linked polymer with absorbed hydrogen fluoride. The cross-linked copolymer comprises an acrylamide unit and an acrylate unit. The method also includes contacting the composition with water to release at least part of the hydrogen fluoride from the composition into the water to form the water-bearing hydrogen fluoride.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从氟化氢聚合物组合物中回收氟化氢的方法相关申请的交叉引用本申请是基于2017年9月28日提交的美国申请No.15/718,768的国际申请，其要求根据2016年10月4日提交的美国临时申请No.62/403,988的标题35，U.S.C.§119(e)的权益，其全部内容通过引用方式并入本文。
本公开涉及氟化氢组合物，并且更具体地涉及从氟化氢聚合物组合物中回收氟化氢的方法。
技术介绍
氟化氢是众所周知的化合物，其在工业中用于各种工艺中，包括在烷基化反应中作为催化剂，在氟化反应中作为氟化剂，在氟化物的制造中，在铀同位素的分离中，在含氟塑料的生产中，以及在蚀刻和清洁应用中。众所周知，氟化氢是挥发性的、极其危险的物质，高蒸气压力使其易于气雾化。为了减弱氟化氢的危害，它已与多种物质结合使用。美国专利No.1,470,772公开了一种粘液、硫酸和氟化铵的玻璃蚀刻膏，其中氟化氢原位形成。美国专利No.3,635,836公开了氟化氢、粒状蛋白质性材料和少量羧基取代的乙烯基聚合物的分散体，它们可用作酸洗剂、管道清洁剂和油漆移除剂。美国专利No.4,383,868公开了一种通过将聚丙烯酰胺和聚(烷基)丙烯酸烷基酯的粒状混合物施加到泼洒物表面来处理无水氟化氢泼洒物的方法。然而，这些组合物中没有一种提供氟化氢和既减少氟化氢的危害同时又允许从组合物中容易地回收氟化氢的物质的紧密混合物。为了克服这些问题，建议提供氟化氢和水溶性聚合物的混合物。例如，美国专利No.6,177,058描述了氟化氢(HF)和聚丙烯酸钠或聚丙烯酰胺的凝胶状混合物。美国专利No.7,914,761和No.8,153,096描述了氟化氢和聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺交联聚合物的混合物。期望改善前述方法和组合物。
技术实现思路
本公开提供了从氟化氢聚合物组合物中回收氟化氢的方法。提供了一种制备含水氟化氢的方法。该方法包括提供一种组合物，该组合物包含具有吸收的氟化氢的交联聚合物，其中交联共聚物包含丙烯酰胺单元和丙烯酸盐单元。该方法还包括使组合物与水接触，从而将至少一部分氟化氢从组合物中转移到水中，以形成含水氟化氢。在更具体的实施方案中，该方法还包括将氟化氢和交联共聚物混合，以形成组合物。在任何上述实施方案的更具体的实施方案中，该方法还包括从含水氟化氢中去除交联聚合物，并使交联聚合物与氟化氢接触，以提供包含具有吸收的氟化氢的交联聚合物的第二组合物。在另一个实施方案中，该方法还包括使第二组合物与水接触，从而将至少一部分氟化氢从第二组合物中转移到水中，以形成含水氟化氢。在任何上述实施方案的更具体的实施方案中，将来自组合物的至少60重量％、甚至更具体地至少80重量％、并且更具体地至少90重量％的氟化氢转移到水中。在更具体的实施方案中，该方法包括用含水氟化氢蚀刻硅质基底。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，丙烯酰胺单元是聚丙烯酰胺单元。在任何上述实施方案的另一个更具体的实施方案中，丙烯酸酯酸盐选自由以下构成的组：丙烯酸钾、丙烯酸钠和丙烯酸铵，或甚至更具体地，丙烯酸酯酸盐是丙烯酸钾。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，交联聚合物是交联丙烯酰胺/丙烯酸钾共聚物。在任何上述实施方案的一个更具体的实施方案中，共聚物的重均分子量为约5,000道尔顿至约5,000,000道尔顿。在一个更具体的实施方案中，至少一部分氟化氢在高于约5℃的温度下从组合物中释放，并且甚至更具体地，在约40℃或更高的温度下释放。在任何上述实施方案的更具体的实施方案中，该组合物包含无水氟化氢。通过结合附图参考以下对本专利技术实施方案的描述，本专利技术的上述特征和其他特征及其获得方式将变得更加明显，并且将更好地理解本专利技术本身。附图说明图1与实施例有关，并示出了作为温度的函数的溶液酸度。具体实施方式本公开涉及氟化氢和聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺交联聚合物的回收。本公开提供了包含氟化氢组合物的固体和半固体组合物，其促进氟化氢的安全使用、运输和存储。此外，本公开组合物中的氟化氢的化学性质与呈其纯态的氟化氢的化学性质基本上不变，因此，可以从这些组合物中容易地和定量地回收氟化氢。在本公开的某些实施方案中，提供了组合物，这些组合物包含氟化氢和有效量的聚丙烯酸酯/聚丙烯酰胺交联共聚物的紧密混合物。这些混合物优选是固体或半固体(例如，凝胶状)。如本文所用，“含水氟化氢”是指水和氟化氢的混合物。含水氟化氢与纯水和纯氟化氢(也称为无水氟化氢)形成对比。如本文所用，“无水氟化氢”是指基本上纯的氟化氢组合物。如本文所用，术语“共聚物”是指具有两个或更多个不同的单体残基的聚合物，该单体残基已经聚合并构造为一个或多个链。链中这些单体单元的排列包括规则地交替不同的单体的排列或以规则或随机顺序重复单体单元的排列。另外，链可以是直链、支化的或接枝的，或可以作为嵌段共聚物存在。如本文所用，术语“交联”是指通过由元素、官能团、化合物或聚合物单元构成的桥附接两条聚合物分子链，这些桥通过主要化学键连接链的某些原子。在某些实施方案中，交联发生在两个或更多个聚合物链之间以形成共聚物结构。在某些其他实施方案中，交联发生在两个或更多个排列相似的共聚物链之间，诸如在酰胺基团与共聚物的羧基基团之间。在一些示例性实施方案中，呈其干燥形式的本公开的交联共聚物是固体，诸如呈粉末、颗粒、球剂、纤维、织物、毡和垫等形式。当暴露于氟化氢时，共聚物链膨胀或展开并摄入或吸收氟化氢，以形成固体或半固体材料，诸如凝胶。由于共聚物的交联，所以共聚物不溶于氟化氢和水。尽管不希望受特定理论的束缚，但据信通过共聚物的带负电的羧基基团和它们与氟化氢分子的溶剂化促进了共聚物对氟化氢的摄入。对于其中共聚物包含碱金属或铵离子(例如，与丙烯酸盐形成的共聚物)的实施方案，据信，在存在氟化氢的情况下，碱金属或铵与羧基基团分离，产生两种离子：羧基(COO-)和碱金属或铵离子(例如Na+)。羧基基团开始相互排斥，因为它们具有相同负电荷。这种排斥使聚合物链展开或溶胀。溶胀作用还允许更多的氟化氢与聚合物链缔合并存在于聚合物网络内的空间中。离子也可能与氟化氢缔合。氟化氢或水的氢与负羧基阴离子相互作用。类似地，氟化氢的氟和水的氧与聚合物的碱金属或铵离子相互作用。此外，还已知HF与胺形成复合物，并且聚合物中的氮基团也可促进聚合物对HF的摄入。在聚合物链之间的交联阻止共聚物溶解在液态氟化氢或其他液体中。当链变得溶剂化时，交联链阻止它们随机四处移动。一般来讲，交联影响共聚物的吸收容量，链中的更多交联对应于聚合物吸收液体的能力的降低。在一些示例性实施方案中，本公开的交联共聚物由丙烯酰胺单元和丙烯酸酯单元构造。在术语“丙烯酰胺”的范围内，包括丙烯酰胺本身(即2-丙烯酰胺)、聚丙烯酰胺、聚烷基丙烯酰胺(例如，聚甲基丙烯酰胺)、此类丙烯酰胺的单体残基及其衍生物。如本文所用，术语“衍生物”是指具有与相关的有关化合物相同基本结构或根本化学基础的化合物或化学结构。此类衍生物不限于由相关的有关化合物产生或获得的化合物或化学结构。可用于本公开的丙烯酰胺单元包括丙烯酰胺的单独结构单元、丙烯酰胺的重复单元和至少部分由丙烯酰胺构造的聚合物链。在术语“丙烯酸酯”的范围内，包括丙烯酸(即2-丙烯酸)、丙烯酸盐(例如，丙烯酸钠、丙烯酸钾等)、烷基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备含水氟化氢的方法，所述方法包括；提供组合物，所述组合物包含具有吸收的氟化氢的交联聚合物，所述交联共聚物包含丙烯酰胺单元和丙烯酸盐单元；以及使所述组合物与水接触，以将至少一部分所述氟化氢从所述组合物中释放到所述水中，以形成所述含水氟化氢。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 US 62/403,988;2017.09.28 US 15/718,7681.一种制备含水氟化氢的方法，所述方法包括；提供组合物，所述组合物包含具有吸收的氟化氢的交联聚合物，所述交联共聚物包含丙烯酰胺单元和丙烯酸盐单元；以及使所述组合物与水接触，以将至少一部分所述氟化氢从所述组合物中释放到所述水中，以形成所述含水氟化氢。2.根据权利要求1所述的方法，还包括将无水氟化氢和所述交联共聚物混合，以形成包含具有吸收的氟化氢的所述交联聚合物的组合物。3.根据权利要求1所述的方法，还包括将含水氟化氢和所述交联共聚物混合，以形成包含具有吸收的氟化氢的所述交联聚合物的组合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中基于水和氟化氢的重量，所述含水氟化氢包含约30重量％的氟化氢或更少。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·H·卢利，伯纳德·E·庞德纳，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US